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Video-Bitrate

Heute werden wir das Konzept der Bitrate bei der Videowiedergabe bekannt machen.

Bei der Formulierung von RMVB/RM ist die Netzwerkkommunikation die Hauptüberlegung, und der Zweck besteht darin, eine unangenehme Netzwerkgeschwindigkeit zu verwenden, um eine visuell akzeptable Bildqualität zu liefern. Daher besteht das Merkmal des RMVB/RM-Codierungsformats darin, dass eine bessere Videoqualität bei einer niedrigeren Bitrate erzielt werden kann. Bei hoher Bitrate ist es jedoch nicht so gut wie andere Codierungsformate. Es ist auch eine Datei mit RM/RMVB-Suffix, und ihr internes Codierungsformat ist in R8/R9/R10 usw. unterteilt, aber im Allgemeinen werden die oben genannten Eigenschaften beibehalten. Nur die Komprimierungsrate ist höher, sodass RMVB im Bereich der HD-Kodierung nicht verwendet wird. RMVB sucht nach einer hohen Komprimierungsrate und akzeptabler Bildqualität, daher komprimiert es oft einige Details, die nicht leicht zu erkennen sind. Auf den ersten Blick ist das Bild gut, aber wenn Sie genau hinsehen, werden Sie feststellen, dass das Bild nicht scharf ist, die Ebenen nicht klar sind und es den Menschen immer das Gefühl gibt, die ganze Zeit verschwommen zu sein. Der Audiocodierungsteil der RMVB/RM-Suffixdatei weist ebenfalls diese Situation auf. Die Tonkomprimierungsrate ist sehr hoch, aber es kann nur gehört werden. Erwarten Sie keinen schönen Klang.

Die Popularität von RMVB beruht auf der Tatsache, dass das REAL-Format für Netzwerkübertragungen mit niedriger Geschwindigkeit geeignet ist und eine akzeptable Bildqualität mit einer kleineren Dateigröße erreichen kann. Zweitens sind mit der Verwendung von RMVB relativ voll ausgestattete Transcodierungssoftware und -lösungen aufgetaucht, die für Videoliebhaber praktisch sind und die Videoquelle erweitern. Da die Netzwerkgeschwindigkeiten jedoch schneller werden, erscheinen bessere Encoder wie H264, und weil RMVB nicht für die HD-Videoproduktion geeignet ist und wenn andere Hardwarehersteller das Format RMVB/RM unterstützen möchten, müssen Sie ECHTES ziemlich teures Patent bezahlen Gebühr veranlasste viele Hardwarehersteller, die Unterstützung von RMVB-Dateien einzustellen. Die RMVB-Dokumentation ist nicht mehr der völlig überwältigende Vorteil, der sie einmal war.

Viele im Internet verbreitete Videodateien haben jetzt Suffixe wie AVI, MKV, MP4 und 3GP. Unter ihnen wird MKV hauptsächlich für HD-Videodateien, MP4, 3GP usw. verwendet. Sie werden hauptsächlich in Mobiltelefonen und tragbaren Geräten usw. verwendet. AVI wird häufiger verwendet, nicht nur in HD-Videodateien, sondern auch in tragbaren Geräten.

Das von VCD verwendete Videokodierungsformat ist MPEG1, und DVD ist MPEG2. Sowohl VCD als auch DVD werden hauptsächlich für die Heimvideo- und Audiowiedergabe verwendet, und im Allgemeinen wird VCD mit MPEG1 als Kodierung mit fester Bitrate kodiert. DVD kann MPEG2-Kodierung mit dynamischer Bitrate unterstützen.

Um die Klarheit des Bildes zu gewährleisten, wenn sich das Bild drastisch ändert, ist die Standardcodierungsrate hoch, die Standardcodierungsrate von VCD beträgt 1152 Kbps und die DVD ist offener. Entsprechend der Spielzeit des Films wird sie im Allgemeinen zwischen 5000 Kbps und 8000 Kbps eingestellt, um keine DVD-Discs zu verschwenden. MPEG1 und MPEG2 sind im Fall einer extrem niedrigen Bitrate nicht sehr effektiv, und wenn die Bitrate zu stark ansteigt, sind die durch den Bildeffekt erzeugten Anzeigen nicht offensichtlich. MKV ist in H.264 für hochauflösendes Video kodiert und das 1080p-Bild erreicht eine Bitrate von 30 Mbps.

Notiz:

VBR: „Variable Bit Rate“, VBR-Codierung bedeutet, dass die Ausgangsbitrate des Encoders (oder die Eingangsbitrate des Decoders) basierend auf der Komplexität des Eingangsquellsignals des Encoders adaptiv angepasst werden kann, um die Ausgangsqualität gleich zu halten, anstatt sie beizubehalten die Ausgangsbitrate gleich. VBR ist für die Speicherung geeignet (nicht sehr geeignet für das Streaming) und kann begrenzten Speicherplatz effizienter nutzen: Verwenden Sie mehr Codewörter, um Segmente mit hoher Komplexität zu codieren, und weniger Codewörter, um Segmente mit geringer Komplexität zu codieren.

CBR: „feste Bitrate“, CBR-Codierung bedeutet, dass die Ausgangsbitrate des Encoders (bzw. die Eingangsbitrate des Decoders) ein fester (konstanter) Wert sein muss. CBR ist sehr nützlich, wenn Sie Multimedia-Kommunikation auf einem Kanal mit begrenzter Bandbreite durchführen, da die höhere Bitrate zu diesem Zeitpunkt begrenzt ist und CBR diesen Kanal einfacher verwenden kann. Aber CBR ist nicht für die Speicherung geeignet,

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Video-Bitrate

Heute werden wir das Konzept der Bitrate bei der Videowiedergabe bekannt machen.

Die Datenrate bezieht sich auf den Datenfluss, der von einer Videodatei in einer Zeiteinheit verwendet wird, auch Bitrate, Abtastrate und Bitstromrate genannt. Ein weit verbreitetes Verständnis ist, dass dies der wichtigste Teil der Bildqualitätskontrolle bei der Videocodierung ist. Im Allgemeinen verwenden wir die Einheit kb/s oder Mb/s. Generell gilt bei gleicher Auflösung, je höher der Codestream der Videodatei, desto geringer die Komprimierungsrate und desto höher die Bildqualität. Je höher der Bitstrom, desto höher die Abtastrate pro Zeiteinheit, desto höher der Datenstrom, desto höher die Genauigkeit, desto näher die verarbeitete Datei an der Originaldatei, desto besser die Bildqualität, desto klarer die Bildqualität und die höher ist die Dekodierungsfähigkeit des Wiedergabegeräts erforderlich.

Je größer der Codestrom, desto größer natürlich die Dateigröße.Die Berechnungsformel lautet Dateigröße = Zeit X Coderate/8. Beispielsweise ist eine 720P-RMVB-Datei mit einem 1-Mbit/s-Stream von 90 Minuten im Internet üblich und ihr Volumen beträgt = 5400 Sekunden × 1 Mb/8 = 675 MB.

Allgemein gesagt enthält eine Videodatei sowohl Bild als auch Ton, wie beispielsweise eine RMVB-Videodatei, die sowohl Videoinformationen als auch Audioinformationen enthält. Audio und Video haben ihre eigenen Sampling-Methoden und unterschiedliche Bitraten, das heißt, die gleiche Video-Audio- und Videodatei-Bitrate ist nicht gleich. Und wir sprechen über die Bitrate einer Videodatei, die sich im Allgemeinen auf die Summe der Bitrate der Audio- und Videoinformationen in der Videodatei bezieht.

Am Beispiel der beliebtesten und bekanntesten RMVB-Videodatei in China bezieht sich VB in RMVB auf VBR, was die Abkürzung für Variable Bit Rate ist. Die chinesische Bedeutung ist variable Bitrate, was bedeutet, dass RMVB die dynamische Codierungsmethode anwendet. , verwenden Sie eine höhere Abtastrate für komplexe dynamische Bilder (Gesang und Tanz, fliegende Autos, Kriege, Aktionen usw.) und verwenden Sie eine niedrigere Abtastrate für statische Bilder, nutzen Sie Ressourcen rational und erzielen Sie die Bildqualität und den Lautstärkeeffekt

Der grundlegendste Unterschied zwischen Coderate und Abtastrate besteht darin, dass die Coderate für die Quelldatei gilt.

Es gibt viele Arten von Codierungsformaten.Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Technologie wurden verschiedene Codierungsformatefür unterschiedliche Zwecke produziert. Die Komprimierungsraten verschiedener Codierungsformate sind unterschiedlich und haben ihre eigenen Eigenschaften. Einige von ihnen können bei niedriger Bitrate eine hohe Bildqualität aufrechterhalten, aber bei hoher Bitrate ist die Bildqualitätsanzeige nicht gut und einige sind geeignet hohe Bitraten. Hochauflösendes Bild wird beibehalten, funktioniert aber möglicherweise nicht gut bei niedrigen Bitraten. Stellen Sie einige gängige vor.

Wie wirkt sich die Bitrate auf die Videoqualität aus?

Um zu verstehen, wie sich die Bitrate auf die Videoqualität auswirkt, müssen wir zunächst verstehen, wie die Videokomprimierung funktioniert.

Beim Komprimieren von Videos führt der Komprimierungsalgorithmus zwei Dinge aus:

Konvertieren Sie Videos von der „Pixeldomäne“ in die „Frequenzdomäne“ durch DCT (Discrete Cosine Transform). Wenn Sie mit DCT nicht vertraut sind, können Sie unseren vorherigen Artikel lesen: Wie erklärt man einem 5-Jährigen DCT?

Einige der Informationen im Frequenzbereich werden durch eine Technik namens Quantisierung verworfen, mit der Erwartung, dass das menschliche Auge diesen Informationsverlust nicht wahrnimmt.

Wenn Sie ein Video komprimieren, werfen Sie im Wesentlichen einige Informationen weg, während Sie hoffen, dass die Videoqualität nicht beeinträchtigt wird. Wenn Sie das Video überkomprimieren, werfen Sie viele Informationen weg, und das menschliche Auge nimmt den Codierungsverlust wahr. Wenn Sie das Video nicht zu stark komprimieren, wird die Dateigröße riesig, während die Videoqualität ausgezeichnet ist.

Dies ist bei der Videokomprimierung als “Rate-Distortion Exchange (RDT)” bekannt, und je niedriger die Bitrate, desto schlechter die Videoqualität (vorausgesetzt, die Auflösung ist fest).

Was bedeutet RTE?

Schauen wir uns das Beispiel unten an. Wir verwenden FFmpeg, um das Beispielvideo (CrowdRun) auf 1,5 MBit/s bzw. 5 MBit/s zu komprimieren. Können Sie mir anhand der Video-Screenshots unten sagen, welches vom Video mit höherer Bitrate und welches vom Video mit niedrigerer Bitrate stammt?

Offensichtlich ist die Bitrate im obigen Bild niedriger und die Bitrate im unteren Bild höher. Bei einer Bitrate von 5 Mbit/s bei 1080p ist die Videoqualität hervorragend. Wenn wir für dasselbe Video eine Bitrate von 1,5 MBit/s verwenden, wird die Videoqualität von CrowdRun sehr schlecht.

Aber ist das immer so? Führt eine niedrige Bitrate immer zu einer schlechten Videoqualität? Diese Frage beantworten wir mit einem einfachen Experiment.

Lassen Sie uns die Hypothese „niedrige Bitrate = niedrige Qualität“ mit animierten Videos testen. Für das folgende Video haben wir den beliebten Simpsons-Trailer verwendet und das Video mit H.264/AVC auf 2,5 Mbit/s und 1 Mbit/s komprimiert (stellen Sie sicher, dass alle Encoder-Einstellungen konsistent sind).

Bitrate vs. Videoauflösung

Was ist wichtiger für das Streamen von Videos?

Viele Leute haben diese Verwirrung, weil diese beiden Faktoren einen tiefgreifenden Einfluss auf die Ausgabe des Encoders haben können.

Wie sollte es Ihrer Meinung nach gewählt werden?

Wählen Sie 1080p oder 720p?

Wählen Sie 5 Mbit/s oder 3 Mbit/s?

Wählen Sie 1080p@5mbps oder 1080p@7mbps?

Wenn Sie nicht wissen, was Sie wählen sollen, großartig. Aus diesem Grund habe ich diesen Artikel geschrieben: um den Zusammenhang zwischen Bitrate und Auflösung in einfachen Worten zu erklären und Ihnen bei der Auswahl der richtigen Encoder-Einstellungen zu helfen.

Beginnen wir damit, die Bitrate zu verstehen.

Welche Bitrate hat das Video?

Videobitrate oder Bitrate bezieht sich auf die Anzahl der pro Sekunde übertragenen Bits von Videoinformationen. Die Einheit der Coderate ist normalerweise:

kbps oder Kilobit pro Sekunde

mbps oder Megabit pro Sekunde

Wenn Sie Videos komprimieren, müssen Sie normalerweise die Videokomprimierungssoftware so einstellen, dass eine bestimmte Bitrate nicht überschritten wird.

Wenn Sie beispielsweise die Bitrate der Videokomprimierungssoftware auf 3 Mbit/s einstellen, komprimiert die Software das Video mit durchschnittlich 3 Mbit/s und streamt es an den Decoder oder Player. Dies ist die Coderate.

Wenn Sie über Bitrate sprechen, sprechen Sie wirklich über: die Beziehung zwischen Videokomprimierung und Videoqualitätsverlust. Je mehr Sie komprimieren, desto geringer ist die Qualität des Videos (und das ist nicht immer der Fall, wie wir später sehen werden).

Beim Komprimieren von Videos können die folgenden Algorithmen zur Geschwindigkeitskontrolle verwendet werden:

CBR (Constant Bitrate) – Es ist am besten, die Bitrate konstant zu halten, wenn die Videoqualität verloren geht.

VBR (Variable Bitrate) – Behält eine konsistente Videoqualität bei und lässt Bitratenschwankungen zu.

Capped VBR – Halten Sie die Videoqualität so konstant wie möglich und lassen Sie die Bitrate innerhalb eines festgelegten Bereichs schwanken.

In diesem Artikel werden die oben genannten Frequenzsteuerungsmethoden nicht im Detail besprochen. Freunde, die mehr wissen möchten, lesen Sie bitte: Frequenzsteuerungsmodi verstehen: Was sind CBR, VBR, CRF und Capped-CRF?

Wenn wir also über die Bitrate sprechen, sollten wir auf folgende Punkte achten:

Die Qualität von Videos mit hoher Bitrate ist normalerweise höher als die von Videos mit niedriger Bitrate. Ich sage allgemein, weil die Videoqualität einen bestimmten Punkt erreicht, an dem sie sich nicht mehr verbessert (egal wie stark die Bitrate steigt).

Die Coderate bezieht sich auf Bits (Bit) statt auf Bytes (Byte).

Die Bitrate allein bestimmt nicht die Qualität des Videos, Sie müssen Faktoren wie Auflösung, Bildrate, Bildschirmgröße usw. berücksichtigen.

Codecs für Videokomprimierung: H.264/AVC, HEVC, VP9, ​​​​AV1? Wenn Sie den Video-Codec und seine Einstellungen (oder Codierungstools) ändern, liefert dieselbe Bitrate eine ganz andere Videoqualität.